
\chapter{门式刚架说明}
\section{说明第一部分}
\subsection{使用的规范}
门式刚架的规范名叫做《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》。但是门刚的
主体结构不宜根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》，而应该依据《钢
结构设计规范》。


\subsection{伸缩缝的设置}
建筑物允许的最大长度可以根据各地的实际温差和建筑布置情况，按下面的
公式计算
\[ L_{\max} = \frac{24N}{0.0921K\cdot \Delta T - 1} \]
其中~$L_{\max}$~是建筑允许的最大长度，单位是米；$N$~是开间数；
$\Delta T$~是建筑物所在地区的年温度变化系数；$K$~是系数，在没有空调
的建筑物中取~$1$，有空调和暖气的建筑物取~$0.55$。


\subsection{门刚的跨度、高度和吊车吨位}
门刚结构的跨度可以做得相当大，除了门刚图集上有的那些跨度以外，门
刚的跨度还可以更大。北京西郊机库的跨度单跨甚至达到了~$72m$，这个数
值可以作为参考。
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门刚的檐口高度据我所知有达到~$32m$~的。一般情况下不会这么大。
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门式刚架的吊车吨位最大有达到~$350t$~的。但是因为设计水平问题，吨位大
了可就要小心了。


\subsection{柱子的说明}
\btitle{柱子的截面}
一般可采用工字型截面柱，吊车吨位较大时宜采用格构柱。
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\ctitle{柱距的问题}
柱距根据模数，有~$6m,7:5m,9m$~这三种。最常见的是~$6m$~的柱距。这几种
柱距都可以选用，但是应该注意下面的几点：\\
（1）最好选用6m 的柱距；\\
（2）如果某跨设置有吊车检修钢梯，那么该跨柱距应是6m；\\
（3）如果柱距不同，那么注意选用的吊车梁高度是否相同；
\midpar

关于以上几点大致说明一下，$6m$~柱距是最长用的；关于检修钢梯，图集
上只有~$6m$~柱距的，如果选用别的跨度，那么就选不到需要的检修钢梯
了，到时候需要自己画？如果柱距不同，并且有吊车的话，那么吊车梁的高
度一定要相同，否则吊车梁的梁顶不在同一个标高上，那么吊车就无法运行。
关于柱距大致就是这几个方面的问题。


\subsection{梁的说明}
一般可采用工字型截面，刚架跨度大于~$60m$~时，刚架的梁宜采用折线形或
桁架形式；


\subsection{吊车相关}
\btitle{吊车的支撑构件}
一般情况下可以使用钢牛腿，吊车吨位大于~$20t$~时不宜采用柱子上牛腿支
撑吊车梁，而应该由肩梁支撑吊车梁。
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\ctitle{牛腿标高}
如果厂房带有吊车，就有这一项了。牛腿到底离地面多高还是由机械定的。
最重要的一点，机械专业的条件一定要有签字，设计、审核、审定都要有。
有了签字，这些条件才有约束力。万一出现问题，可以作为依据。一旦最
后出现错误，那么你就知道这些条件的重要性了。
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\ctitle{门刚檐口到牛腿的最小距离}
这个也是针对带吊车的厂房的。比如桥式吊车，吊车本身有一个高度，吊
车顶距离屋面梁底要求有些空隙。如果空间不够的话，吊车肯定会被门刚
的梁给挡住无法运行。所以要注意这个距离。如果记
\begin{verbatim}
   H -- 门刚柱内侧与门钢梁底面的交点到牛腿的距离
   h1 -- 吊车梁的高度
   h2 -- 钢轨的高度
   h3 -- 吊车的高度
   h4 -- 吊车顶到屋面梁底的最小距离
\end{verbatim}
那么应该满足
\[ H \geq h_1 + h_2 + h_3 + h_4 \]
这个是很重要的。如果这个高度不够的话，最后计算好的刚架还得重新算。


\subsection{山墙柱}
\btitle{山墙柱是否布置在刚架平面内}
山墙柱有两种放置方法，一种是山墙柱和门刚在一个平面内，那么山墙柱
就可以承受刚架的竖向荷载。另一种是山墙柱布置在刚架平面的外侧，山
墙柱只承受水平的风荷载，不承受竖向荷载。这两种布置都是可以的。后
一种布置只需要计算一种刚架就可以了，前一种布置要计算有山墙柱和没
有山墙柱两种刚架。
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\ctitle{山墙上是否需要开大门或者大洞？}
有时候需要在山墙上开大门或者是较大的洞口。那么山墙柱就要避开它们。
在最开始要确定是否有这样的洞口。如果有的话，要考虑洞口与山墙柱打架
的问题。
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\subsection{支撑}
\btitle{柱间支撑与屋面支撑的布置}
如果房屋的跨数很多，那么柱间支撑的布置基本上不会有什么问题，因为
可以选择的跨数很多。如果房屋的跨数很少，特别是当只有三跨的时候，
那么就要注意了
\begin{verbatim}
   （1）注意柱间支撑与屋面支撑的对应关系；
   （2）注意柱间支撑不能与大门矛盾；
   （3）柱间支撑不能与吊车检修钢梯矛盾；
\end{verbatim}
需要注意的大概就是上面几点，如果支撑无法按规范要求的布置的话，那
么肯定是无法出图的，到时候就算门刚都算好了，也得重做。所以这里叙
述的都是在计算之前首先要解决的问题。
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\ctitle{柱间支撑的间距}
参见《门刚》第~$4.5.2$~条第~$2$~款。为什么有吊车时的柱间支撑的间距
可以比无吊车时要大一些？实际上不是因为有没有吊车，而是因为是柔性支
撑还是刚性支撑。有吊车的时候是刚性支撑，而刚性支撑吸收温度变形的能
力比较大，所以支撑间距也可以大一些。
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\ctitle{柱间支撑的类型}
门刚规范第4.5.5条“当设有起重量不小于5t的桥式吊车时，柱间宜采用
型钢支撑。在温度区段端部吊车梁以下不宜设置柱间刚性支撑。”
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\ctitle{屋盖边缘的纵向支撑桁架的设置}
参见《门刚》第4.5.2条第7款“在设有带驾驶室且起重量大于15t桥式
吊车的跨间，应在屋盖边缘设置纵向支撑桁架。当桥式吊车起重量较大时，
尚应采取措施增加吊车梁的侧向刚度。”因为有桥式吊车的门式刚架房屋常
有在吊车运行中出现晃动的情况。从结构设计的角度而言，可能是由于吊
车梁的侧向刚度偏小，也可能是房屋整体刚度不足。桥式吊车吨位较大时，
大部分情况是房屋整体刚度不足引起的。所以有这一条的规定。纵向支撑
桁架可以将各个平面刚架连在一起共同承担吊车在局部作用的摇晃力，同
时屋盖纵向水平支撑和横向水平支撑形成封闭体系，加强了屋盖整体刚度，
这是避免吊车在运行中出现晃动行之有效的设计方案。实际上，对于吊车
吨位较小的情况下，如果校核设计后确认吊车梁的侧向刚度符合要求，也
可以在屋盖边缘设置纵向水平支撑桁架，是的行车运行更为平稳。
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\subsection{隔墙}
\btitle{厂房内隔墙采用夹芯板还是砖隔墙？}
有的厂房因为使用上的要求，被隔墙从某个地方一分为二。总的来说，门
式钢架厂房里面的隔墙主要有夹芯板隔墙和砖隔墙。具体要采用哪种隔墙
应该事先考虑清楚。
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如果是采用夹芯板隔墙，那么隔墙安装在檩条上。如果门刚的跨度较大，
中间还要设置柱子用来安装檩条。柱子应该放置在刚架的平面外，只承受
隔墙的荷载，不承受刚架的竖向力。柱顶与刚架做一个侧向连接，具体可
以参见
\begin{verbatim}
    04SG518-3 第88页 1-1 剖面
\end{verbatim}
这样设置隔墙就不影响到刚架本身。如果是砖隔墙，那么要注意隔墙的高厚
比和抗震两个方面。因为砖隔墙和刚架没有什么拉结，是一个自由的单片墙。
一般的厂房都比较高，单片墙的高厚比不容易满足，不过可以设置壁柱来解
决。另一个抗震的问题，如果发生了地震，这面墙会不会倾倒呢？这是个技
术性的问题。如果审图的人不认可，非要让改成夹芯板隔墙，那就麻烦了。
所以从最开始，就要解决是设置夹芯板隔墙还是设置砖隔墙的问题。


\section{说明第二部分}
\subsection{窗户的尺寸}
窗户的尺寸最好按下面的方法设置
\begin{verbatim}
    宽度：1.5m 1.8m 2.1m 2.4m 2.7m 3m
    高度：1.5m
\end{verbatim}
窗户的宽度无所谓，高度则最好是~$1.5m$~的，这样做有一点好处，就是窗
户的高度和檩条的间距比较符合。这种夹芯板房屋的墙面檩条的间距一般
都是1.5m，窗户高度做成和檩距一样，最为方便。


\subsection{门的尺寸}
门的尺寸也有些讲究。首先是门的宽度，这个没有什么，你几乎可以随意
设置，当然门的宽度不能大于柱距了，另外还应该是300的模数。门的高
度就有些讲究了。这个仍然跟墙面檩条的檩距有关。门的高度最好和檩距
能配合起来。地面正负零以上到标高0.9m 的地方是砖砌体，接着是1.5m的
檩条，这两个数加起来是2.4m，所以一般的门的高度应该设置成2.4m，这
样门上的檩条就不用截断。
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门刚中经常开一些大门，比如3600x3600mm尺寸的，这个门高是3.6m，门洞
的顶部当然要设置一根墙梁，墙梁布置的原则就是：檩距能布置成1.5m
的尽量布置成1.5m的，不能布置成1.5m 的要使它小于1.5m。并且上下两层
窗户之间的檩条的间距应该平均分配。根据上面的原则布置。具体可以参见
门刚图集04SG518-3中的墙梁及拉条布置图。


\subsection{柱间支撑的布置}
门的位置布置不好将导致大量的修改。总的原则就是大门和柱间支撑不要
打架。鉴于这个原因，最开始画建筑图的时候，就要考虑好柱间支撑、屋
面支撑都布置到哪里。只有这些东西都考虑好之后，才能开始画建筑图。
否则后面就是面临大量的修改。
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柱间支撑、屋面支撑布置可以参见“门规”，“结构形式和布置”，“支撑布
置”这一节。还可以参见“建筑抗震设计规范”，“单层工业厂房”，“单层
钢结构厂房”，“抗震构造措施”这一部分。


\subsection{大门及门柱}
彩钢板房屋的大门应该用轻型钢大门，不能采用一般的钢大门。因为钢大
门的尺寸比较大，对门柱施加的力也比较大，所以应该选用轻质钢大门。
大门的索引参见第一章中的内容。
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对应的，钢大门的门柱也不能选用普通的C型檩条，还是因为荷载比较
大。一般应该选用槽钢，比较大一点的，比如槽钢18，槽钢20或槽钢22
的。
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另外门柱底部应该和基础梁连接，在基础梁顶设上预埋件。也可以直接在
门柱下做一个小的独立基础。这样门柱上下的连接就都比较结实了。埋件
图或者独立基础只能自己画了。


\subsection{吊车检修钢梯的选用}
参见国标图集《钢梯》02J401，吊车钢梯是其中的一部分。主要分为中柱
上吊车钢梯和边柱上吊车钢梯，具体选用参见该图集。里面的柱距都是6m的，
如果柱距是7.5m的，还不知道到那里选检修钢梯。


\subsection{钢吊车梁}
\btitle{选吊车梁}
钢吊车梁、车挡、轨道联结都有相应的图集。下面是一些索引。首先要选
吊车梁，这是必要的，如果没有吊车梁，吊车就没办法安装上去。吊车梁
选用可以参见下面两个图集
\begin{verbatim}
   03SG520-1
   03SG520-2
\end{verbatim}
选好之后就要看该图集上的“吊车梁系统构建布置及其编号示意图”，这个
图上说明了吊车梁怎么布置的。边跨与中跨的区别，正与反的区别，都可
以在这个图上看到。
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\ctitle{选吊车梁安装做法}
选好吊车梁之后，就需要安装吊车梁，也就是把吊车梁固定在牛腿和门刚
的柱上。这也是很必要的，如果没有固定，吊车一运行，吊车梁就会掉下
来。要选用吊车梁在刚架上的安装做法，参见国标图集
\begin{verbatim}
    03SG520-1
\end{verbatim}
中的吊车梁和钢柱安装节点图。吊车梁和钢柱的安装节点主要有两种，一种
是柱子一边安装一个吊车梁，参见第20页；另一种是柱子两边各安装一个吊
车梁，参见第21页。
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\ctitle{选吊车轨道}
吊车梁安装好之后还要选用吊车轨道，因为吊车不能直接运行在吊车梁上，
而是运行在吊车梁上面的轨道上。选用吊车轨道要根据选好的吊车梁型号，
参见图集
\begin{verbatim}
    吊车轨道联结及车挡(00G514-6)，
\end{verbatim}
根据吊车梁的型号查详图，详图中已经注明了轨道的型号。
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钢轨和吊车梁之间也有联结，如果不联结，轨道就会从吊车梁上掉下来。
钢轨和吊车梁的连接做法也是参见这个图集，和钢轨型号在同一页。实际上
是同时选择了钢轨的型号以及钢轨与吊车梁的联结。
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\ctitle{选车档}
接下来要选车挡。因为吊车运行到端部时需要有东西挡一下，以免吊车掉
下去或者吊车把房子撞坏。所以车挡都是安装在厂房的端部或者伸缩缝处。
车挡选用参见图集吊车轨道联结及车挡(00 G514-6)。
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\ctitle{吊车梁的布置}
然后是吊车梁的布置参见03G520-1中的吊车梁系统构件布置及其编号示意
图。里面规定了吊车梁是如何布置的。如果不参见这个图，谁知道是怎么
布置的，并且有些地方还有特殊的要求。所以一定要符合里面的规定。
经过了上面的选用，吊车梁系统的东西应该就差不多了。至少不会缺什么
重要的东西。


\subsection{地基与基础}
有吊车的刚架基础采用插入式柱脚，同时基础还是扩展基础，具体要求相
当多，不可能也不必要把这些东西都抄在这里，但是这里给出设计这种基
础的索引。
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（1）插入式柱脚的详图参见04SG518-3/104；
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（2）扩展基础的构造要求参见“地基规范”，“基础”，“扩展基础”第8.2.1
条；
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（3）高杯口基础的构造要求参见“地基规范”，“基础”，“扩展基础”第
8.2.5 条；
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（4）扩展基础的计算参见“地基规范”，“基础”，“扩展基础”中的计算部
分；
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（5）地基承载力计算参见“地基规范”，“地基计算”，“承载力计算”这一
节；
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应该参考以上规定设计基础与地基。应该同时满足以上的所有规定。比如
如果计算所需钢筋间距比构造最大钢筋间距大，就应该取构造规定的最大
钢筋间距，反之亦然。所有这些东西如果都是手算，那肯定太麻烦了，虽
然构造方面PKPM 不一定保证，但是计算它还是可以胜任的。


\subsection{刚架详图}
PKPM的刚架柱脚设计的都是螺栓连接的，实际上做的是插入式柱脚，
所以对门刚的施工图应该自行修改柱脚。就是把柱脚删掉，直接改成
04SG518-3/104 中的柱脚形式。一般来说，柱脚钢板的编号都是比较靠后
的，把它们删除一般不会对编号产生太大的影响。
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然后要修改刚架的高度。因为刚架计算时柱长是从基础顶面算起到檐口标
高，实际上刚架因为插入杯口基础中，刚架的长度要加上插入基础的长度。
所以要修改尺寸。并且在刚架底部、牛腿处、檐口处分别标上标高。这样
刚架施工图基本算是修改完了。

